吴纪华课题组合作揭示植物入侵影响土壤食物网的机制

      近日，我院生物多样性和生态工程教育部重点实验室吴纪华教授课题组与北卡州立大学胡水金教授合作，在入侵植物通过凋落物与根际两条途径影响土壤生物群落结构与功能的研究中取得重要进展。相关研究成果以“Invasive plants differentially affect soil biota through litter and rhizosphere pathways: a meta-analysis”为题在线发表于生态学国际顶级期刊《Ecology Letters》。

       外来植物主要通过改变凋落物输入和根系沉积作用影响土壤食物网的结构和功能。但是在外来植物造成物质循环改变等生态系统后果的过程中，植物的凋落物与根系分别扮演什么样的角色，对土壤食物网和物质循环的作用是否与土著植物不同，又如何反馈作用于入侵植物的扩张，这些都是目前入侵生态学中十分关键却尚未解决的问题。

       吴纪华教授课题组长期以入侵植物互花米草为研究对象，探讨入侵植物对地下生态系统的影响及机制。本研究在互花米草案例研究的基础上，广泛搜集了全球范围内外来植物入侵影响土壤微生物、土壤动物的野外观测与控制实验结果，通过整合分析方法全面揭示了入侵植物影响土壤食物网结构以及碳、氮循环的机制。本研究提出了一个入侵植物通过凋落物与根际两条途径影响土壤生物的概念模型（图1）。一方面，入侵植物的凋落物输入刺激了碎屑食物网的活性，有利于营养释放，可能提高了土壤中可利用氮的含量；另一方面，入侵植物减少了根部取食作用，降低了根际细菌与细根的竞争，增加了共生菌根真菌的生物量，有利于入侵植物根系的营养吸收。入侵植物的凋落物与根际输入通过物质循环过程耦合，将最终正反馈作用于入侵。该研究为探讨入侵植物影响生态系统的机制以及植物入侵的管理和调控指示了新的方向。

       吴纪华课题组2018届博士毕业生张珮为本文第一作者，复旦大学吴纪华教授、北卡州立大学胡水金教授为共同通讯作者，复旦大学李博教授为共同作者。本研究得到了国家重点研发计划（“入侵植物与脆弱生态系统相互作用的机制、后果及调控”）、国家自然科学基金面上项目等资助。

论文全文链接： https://rdcu.be/bbFRG

图1. 入侵植物通过凋落物与根际两条途径影响土壤生物

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